表面活性剂强化油菜-微生物联合修复滴滴涕污染农田土壤研究

为了提高设施农业滴滴涕(DDTs)污染土壤的修复效果,通过田间实验研究不同浓度的混合化学表面活性剂(SDBS-TW80)和生物表面活性剂鼠李糖脂(RL)对油菜和甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)联合去除设施农业土壤中DDTs的强化作用。结果表明,1个月后,单种油菜处理、接种降解菌和油菜-降解菌联合处理土壤中DDTs降解率分别为12.0%、38.2%和43.1%,显著高于对照处理。SDBS-TW80和RL均能不同程度地强化油菜-微生物对土壤中滴滴涕的去除效果。SDBS-TW80施加量为40 mg·kg~(-1)时设施农业土壤中滴滴涕降解率最高(56.5%),RL施加量为5 mg·kg~(-1)时降解率最高(65.7%),RL比SDBS-TW80更有利于提高DDTs污染土壤的生物修复效果。此外,当RL施加量为5 mg·kg~(-1)时对于毒性较强的p,p'-DDE也具有较好的降解效果,降解率高达69.5%。结果证实利用表面活性剂强化油菜联合甲基营养型芽孢杆菌现场修复DDTs污染土壤是可行的。考虑到修复效率和毒害作用,实际应用中应优先选用5 mg·kg~(-1)RL组合。     

表面活性剂强化微生物修复DDTs-PAHs复合污染农田土壤影响研究

滴滴涕(DDTs)和多环芳烃(PAHs)是土壤中典型的持久性有机污染物,环境毒性强,可对生物体产生不利影响。采用田间试验,研究阴-非离子混合表面活性剂[十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚(Tween80),混合质量比为2∶3]和生物表面活性剂鼠李糖脂(RL)对混合菌[球形节杆菌(Arthrobacter globiformis)和甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus),混合体积比为2∶1]在农田土壤滴滴涕-多环芳烃(DDTs-PAHs)复合污染修复过程中的强化作用。结果表明,SDBS-Tween80和RL均能不同程度地促进混合菌对农田土壤中DDTs-PAHs的降解。在SDBS-Tween80强化混合菌处理中,当SDBS-Tween80处理量为100 mg·kg~(-1)时,土壤中DDTs和PAHs的150 d降解率最高,分别达到57.8%和35.6%,比单独混合菌处理分别提高了14.9%和11.9%。在RL强化混合菌处理中,当RL处理量为5 mg·kg~(-1)时,土壤中DDTs和PAHs的150 d降解率最高,分别达到50.3%和28.6%,比单独混合菌处理分别提高了7.4%和4.9%。因此,SDBS-Tween80的最佳用量比RL更有利于提高DDTs-PAHs复合污染土壤的生物修复效果,DDTs和PAHs降解率提高8%左右,且SDBS-Tween80的修复成本更低。当100 mg·kg~(-1)SDBS-Tween80能显著提高p,p'-DDE和高环数PAHs的降解率,分别为63.0%和30.6%,比单独混合菌处理分别提高了18.8%和12.7%,该方法在复合污染土壤修复中具有良好的应用前景。     

植物-微生物联合修复PAHs污染土壤的调控措施对比研究

多环芳烃是一种持久性有机污染物,具有很强的生物毒性,其进入食物链后表现为"三致"效应(致畸、致癌、致突变),对人体危害严重,目前对PAHs污染土壤修复的研究是全球热点问题之一。经查阅文献得知,目前的报道多为室内盆栽实验,而有关大田实际修复的报道较少,为了探索更有效的PAHs污染土壤修复技术,通过在设施农田开展试验,分析植物促生菌(G)、木质素(L)对"鼠李糖脂(RL)强化油菜(Y)-专性降解菌(N)联合修复PAHs污染土壤"的调控情况。结果表明,Y+N+RL+L可以有效去除土壤中的高环数PAHs,而对于PAHs总量和低环数PAHs的降解效果不明显;Y+N+RL+G处理对PAHs总量去除率为46.71%,Y+N+RL+G+L处理对PAHs总量的去除率为53.26%;Y+N+RL+G+L处理可促进油菜根部富集PAHs,根部PAHs质量分数达125.60μg·kg~(-1);Y+N+RL+G+L处理降低了油菜生物量,而Y+N+RL+G处理对油菜生长及其PAHs富集情况无较大影响。遵循"边生产边修复"原则,考虑食品安全及实际修复效果,认为植物促生菌调控"鼠李糖脂强化油菜-专性降解菌联合修复PAHs污染土壤"为本实验筛选出的PAHs污染土壤修复的最优方法。     

胁迫条件下极端微生物修复石油烃污染土壤研究进展

嗜冷菌、嗜盐菌、耐重金属菌、耐重油菌等极端微生物广泛存在于极地高寒、盐碱地以及存在重金属、重油等污染的毒性污染土壤中,是胁迫条件下石油烃降解与转化的重要微生物资源。文章从适应机制、降解机理、降解特性、修复实践等角度出发,综述了低温、盐碱、重金属、重油等不同胁迫条件下的石油烃污染土壤微生物修复进展。在石油烃降解机理方面,微生物细胞与油滴的附着机制尚不清楚,而生物表面活性剂的产生和作用机制已经得到了很好的研究。嗜冷菌的适冷机制与细胞膜脂类组成、冷激蛋白、冷适应蛋白、嗜冷酶、能量代谢等有关,低温(15℃)时石油烃降解效率可达70%以上。嗜盐菌具备细胞外被隔离机制和离子反向运输机制,能产生渗透压调节剂、具有独特的渗透压平衡方式,NaCl浓度为30g·L-1时石油烃的降解效率可达60%以上。石油烃降解菌对重金属的耐受机制包括生物吸附、细胞内积累、酶催化转化、生物浸出和生物矿化、氧化还原反应等过程,会影响土壤中重金属的迁移率和生物有效性,提高作物的产量和对重金属的富集。微生物吸收重油的机制包括界面张力降低、选择性堵塞、粘度降低、生物降解和润湿性改变等,对重质原油的总体降解率可达70%以上,但是对其中沥青质单一组分的历史最高生物降解率仅为48%。利用极端微生物修复极端、胁迫条件下的石油污染土壤,应加强菌种培育、未明机制探索、重油组分(沥青质和树脂)降解、风险评估、修复工艺参数优化及推广应用等工作。     

生物表面活性剂与蒽降解菌的协同降解效应

对蒽生物降解中铜绿假单胞菌S6分泌的生物表面活性剂的作用进行了研究.结果表明,在接种蒽降解菌A10之前1d及与接种A10同时投加60mg.l-1的生物表面活性剂能够最大程度地促进蒽降解,相比于未添加表面活性剂的样品,降解率分别提高了16.50%和18.03%.过高浓度的生物表面活性剂会在一定程度上抑制蒽的降解.对蒽降解过程的分析表明,提前投加生物表面活性剂能明显促进蒽的降解且一直保持较好的降解效果.蒽降解过程中,生物表面活性剂能够被微生物利用,具有生物可利用性,是一种环境友好的生物制剂.     

固定化微生物对土壤中苯并芘的降解

研究了3株细菌与3株真菌对土壤中苯并芘（BaP）的降解动态,从中筛选出1株细菌（Bacillus sp.）和1株真菌（Mucor sp.）,并采用吸附法将混合菌固定在改性后蛭石上,研究了固定化混合菌对土壤中BaP的降解效果。结果表明：细菌中芽孢杆菌（Bacillus sp.,SB02）降解率最高,42 d对B[a]P的降解率为33.0%,降解速率也最快,1周可降解12.6%的BaP;真菌中毛霉（Mucor sp.,SF06）降解率最高,42 d对B[a]P的降解率为69.7%;以改性后蛭石为载体用吸附法制得的固定化混合菌,传质性能好,对BaP的降解率42 d可达95.32%,高于游离菌20个百分点。     

土壤类型与污染浓度对漆酶修复DDT污染土壤的影响

具有难降解、高残留特征的DDT至今在土壤中仍有残留,对农产品安全和人体健康有严重影响.本文采用批实验的方法研究了3种不同类型土壤和3个污染水平对漆酶修复DDT污染土壤的影响.研究结果表明,不同类型土壤中DDT各组分及总量(DDTs)的降解率存在显著差异,总体上为水稻土＞菜园土＞赤红壤,对照处理土壤中DDTs的降解率仅为20%左右,加酶处理土壤中则高达50%～65%.对于不同污染水平的DDT污染土壤,土壤中DDT各组分及DDTs的降解率均随着污染水平的提高而增大,多数在不同污染水平之间差异显著.对照处理对不同污染水平土壤中DDTs的降解率仅为15%左右,而加酶处理则高达43.60%～50.53%.     

生物表面活性剂鼠李糖脂对PCBs污染土壤的修复作用研究

利用生物表面活性鼠李糖脂（RL）洗脱土壤,再通过紫外光预照射与生物降解协同去除洗脱液中的PCBs的组合方法对多氯联苯（PCBs）污染土壤进行修复,旨在研究RL在修复PCBs污染土壤中的作用及其机理。结果表明,RL对PCBs的洗脱具有显著的促进作用,PCBs的总洗脱率与RL的质量浓度呈正相关。当洗脱液中加入2 000 mg.L-1的RL,在3次批洗脱后,人工污染土样和陈化土样的PCBs总洗脱率分别达到了90.1%和47.1%。PCBs降解菌P.LB400在以RL或联苯为碳源的驯化培养基中均能够快速生长。当土壤洗脱液中的PCBs被P.LB400的生长细胞菌液降解时,RL对PCBs的生物降解具有显著的促进作用;而在P.LB400的休眠细胞降解体系中,RL对PCBs的生物降解有一定的抑制作用。紫外光预照射对土壤洗脱液中PCBs的生物降解有一定的促进作用。紫外光预照射和生物降解的耦合有利于提高PCBs的降解速率。     

强化生物堆法修复多环芳烃污染土壤的初步研究

以多环芳烃(PAHs)污染场地土壤为研究对象,研究了不同工艺条件的生物堆反应器中PAHs降解效果,并通过对PAHs高效降解混菌的筛选富集,探讨菌液投加对生物堆技术处理PAHs污染土壤的强化修复作用效能.结果表明,生物堆运行过程中土壤pH和含水率基本保持稳定,总PAHs在9 d内快速降解,降解率达到80％以上,之后基本不...     

阴/非离子表面活性剂强化微米Cu/Fe对水及土壤泥浆中有机氯农药的降解

选择氯丹、硫丹和灭蚁灵为目标污染物,以实际污染场地土壤为对象,研究了表面活性剂强化微米Cu/Fe双金属对水和土壤泥浆中有机氯农药的降解效果。结果表明,非离子表面活性剂Triton X-100(TX-100)强化效果优于阴离子的十二烷基磺酸钠(SDS)。TX-100强化微米Cu/Fe体系能实现水中有机氯农药的快速高效降解,最佳TX-100浓度为0.1 mmol·L-1。处理12 h后,γ-氯丹、硫丹和α-氯丹的降解率接近100%,灭蚁灵的降解率达到85.2%。对于土壤泥浆体系,偏酸性p H值对微米Cu/Fe的还原活性有重要作用。加入TX-100显著促进了微米Cu/Fe双金属对土壤中有机氯农药的还原降解(P0.05)。Cu负载量的提高增强了污染物的降解去除效果。当m(土)∶V(水)为1∶5、土中Fe投加量w为10%、Cu负载量为5.0%、TX-100浓度为5.0 mmol·L-1、p H值为4~5时,处理72 h后,γ-氯丹、硫丹、α-氯丹和灭蚁灵的降解率分别为83.5%、68.1%、86.8%和70.1%。TX-100强化微米Cu/Fe双金属还原降解是一种有效的有机氯农药污染土壤修复技术。     

土霉素、镉复合污染土壤的植物-微生物联合修复实验研究

选用紫茉莉(Mirabilis jalapa L.)与孔雀草(Tagetes patula L.)两种植物与对土霉素有良好降解效果的细菌紫金牛叶杆菌(Phyllobacterium-myrsinacearum)和真菌胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)的混合菌液,对土霉素、镉复合污染土壤进行联合修复。模拟受不同浓度镉、土霉素污染的土壤,在温室进行90 d盆栽实验,通过其修复效果,探讨植物-微生物联合修复土霉素、镉复合污染土壤的可行性。实验结果表明,紫茉莉和孔雀草对镉均表现出良好耐性,孔雀草、紫茉莉生物量都随土壤中土霉素含量增加而下降,土霉素抑制植物对镉的富集;土霉素降解菌有利于提高植物生物量,促进孔雀草、紫茉莉对镉吸收并提高紫茉莉对镉的富集系数。当土霉素质量分数为5 mg·kg-1时,土霉素降解率最差为30.8%(9号处理),降解效果最好为70.6%(22号处理)。当土霉素质量分数为30 mg·kg-1时,土霉素降解率最差为17.2%(11号处理);土霉素降解率最高为59.3%(24号处理)。综合比较,孔雀草无论在镉富集能力还是土霉素降解效果上均优于紫茉莉。     

三种表面活性剂对高浓度DDTs污染土壤的洗脱作用

以高浓度滴滴涕(DDTs)污染场地土壤为研究对象,采用表面活性剂洗脱试验,比较研究了聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯(Tween60)、辛基酚聚氧乙烯醚(TritonX 100)、十二烷基硫酸钠(SDS)对污染土壤中DDTs的洗脱效率.试验结果表明,三种表面活性剂对污染土壤中DDTs均具有一定的洗脱作用,去离子水对DDTs几乎没有洗脱效果.随着洗脱液中Tween60和SDS质量浓度的逐渐升高,土壤中DDTs的总洗脱效率逐渐增大,一次性洗脱时最大洗脱效率分别为43.60%和34.62%.随着洗脱液中TritonX 100质量浓度的逐渐升高,土壤中DDTs的总洗脱效率出现先增大后降低再升高的变化现象,最大为15.46%.土壤中六种DDT组分的洗脱效率不完全一样,其中Tween60对2,4'-DDD的洗脱效率可达55.12%,对4,4'-DDD的洗脱效率为54.09%;SDS对2,4'-DDD的洗脱效率为59.99%,对4,4'-DDD的洗脱效率为57.10%.试验结果可为筛选适宜的表面活性剂及质量浓度,研发高浓度DDTs污染场地土壤表面活性剂洗脱修复技术的工程应用提供理论依据.     

一株既产表面活性剂又高效降解石油烃菌株的鉴定及降解效果

在修复石油烃污染的环境时,多采用表面活性剂增强修复效果,而一些微生物既能降解石油烃,又能代谢分泌表面活性剂,从而促进油的乳化,提高油的分散程度,增大菌株和油珠的接触面积,提高其对石油烃的降解,增强修复效果。该研究从石油污染土壤中筛选出一株既产生物表面活性剂又高效降解石油烃的菌株B-6。通过观察形态特征、生理生化试验及16S r DNA序列分析,对菌株进行鉴定。并研究了菌株产生物表面活性剂及降解石油烃的特性。实验结果表明,B-6初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。菌株B-6的发酵液经粗提后,得到黄褐色粘稠状生物表面活性剂粗品,其产量为2.19 g·L~(-1)。红外光谱分析表明,菌株B-6在代谢过程中能产生糖脂类生物表面活性物质。该菌株用于水中石油烃的降解,石油烃初始浓度为2 000 mg·L~(-1),120 r·min~(-1)、30℃下振荡培养5 d后,菌株对石油烃的降解率达99.13%。     

一株同时降解3种邻苯二甲酸酯降解菌的筛选鉴定及降解特性

选择邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二丁酯(DnBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)作为目标污染物,采用富集驯化法从设施菜地土壤中筛选出1株可同时降解DMP、DnBP和DEHP的细菌MB1.经形态、生理生化特征及16S rDNA序列分析,初步鉴定为微杆菌属(Microbacterium sp.).通过正交试验研究了该菌株的最优降解条件以及最优条件下该菌株的生长曲线和降解曲线,最后在培养条件下研究了该菌株对人工污染土壤中邻苯二甲酸酯的降解特性.结果表明,菌株MB1的最优降解条件为:pH值为8,温度为25℃,接菌量为5%,每种邻苯二甲酸酯浓度为300 mg·L~(-1).在此最优条件下该菌株呈S型曲线增长,7 d后无机盐培养液中DMP、DnBP和DEHP的降解率分别为99.62%%、99.65%和55.26%.人工污染土壤中空白试验和投加菌株试验结果为:在不添加菌液的处理中,灭菌土壤21 d时DMP、DnBP和DEHP的降解率分别为3.86%、4.19%和2.01%;未灭菌土壤21 d时对DMP、DnBP和DEHP的降解率分别为4.82%、5.99%和3.44%.在添加菌液的处理中,21 d时土壤灭菌处理中DMP、DnBP和DEHP的降解率分别达94.45%、95.65%和39.21%;而土壤未灭菌处理中DMP、DnBP和DEHP的降解率分别达94.93%、95.99%和41.16%.该结果表明:土壤中土著微生物仅能降解微量PAEs,菌株MB1对土壤中DMP、DnBP和DEHP等3种PAEs污染物具有较为高效的降解能力,未灭菌土壤中邻苯二甲酸酯的降解效果略高于灭菌土壤.     

两种生态型蚯蚓生物强化土壤DDT的去除和降解

滴滴涕（DDT）曾作为有机氯农药被广泛应用,是典型的持久性有机污染物.鉴于DDT难降解性、广谱毒性和生物累积性,很多国家已相继禁用,但其在环境和生物样品中仍被广泛检出,DDT污染已直接影响世界粮食生产安全和农业生态健康.     

根际微生物耦合降解系统的构建及其对蒽污染土壤的修复

摘要将增强型绿色荧光蛋白(EGFP)标记的黄麻土生根际优势菌Tu-1B分别与葸高效降解菌An-2和生物表面活性剂产生菌P7-50进行原生质体电融合，得到两株具有荧光标记的融合子Tu-An和Tu-P．将二融合子接种于植物根际土壤，构建根际微生物耦合降解系统，：在40d时该系统的最大降解率为96％．对根际土壤中的Tu-An融合子进行了检测，结果表明融合子在根际能稳定旺盛生长．图3表4参18     

沙蚕对翅碱蓬-降油细菌系统降解菲效果的影响

选取近岸大型优势底栖动物多毛类双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis)以及盐沼先锋植物翅碱蓬(Suaeda heteroptera),应用微宇宙方法比较沙蚕、翅碱蓬、降油细菌3种生物类型不同修复组合对菲的降解效果,分析不同修复组合对沉积质细菌数量的影响,揭示沙蚕对翅碱蓬-降油菌去除、降解菲的强化效应.结果表明,不同生物组合对土壤菲的降解率存在明显差异,降解率从高到低依次为沙蚕-翅碱蓬-降油菌翅碱蓬-降油菌沙蚕.其中,至实验30 d时,沙蚕-翅碱蓬-降油菌和翅碱蓬-降油菌两种生物组合对菲的总降解率分别达到97.02%和93.93%;不同生物组合平均降解率均随着时间的延长出现下降趋势;沙蚕对菲去除途径(翅碱蓬-降油菌交互作用、非生物因素)有显著的强化作用,最高强化贡献率分别达到14.32%、20.08%.在0-5 d沙蚕-翅碱蓬-降油菌组合中土壤降油菌数量显著高于翅碱蓬-降油菌组合;随着时间延长,两种生物组合降油菌数量均出现下降趋势,至实验20-30 d时均降至对照组水平.综上可知,沙蚕-翅碱蓬-降油菌联合修复模式较其它模式修复效果更显著,沙蚕对各去除因子降解以菲为代表的多环芳烃(PAHs)有明显的强化作用,并对降油菌生长有促进效果.     

混合型生物炭对寒冷地区PAHs污染土壤微生物修复的强化作用

北方寒冷地区存在大面积中低浓度多环芳烃(PAHs)污染土壤,潜在威胁生态安全与人群健康。以混合型生物炭(C500+W500)为载体,以耐冷假单胞菌(Pseudomonas sp.,S4)与高山被孢霉(Mortierella alpine,J7)为PAHs降解混合菌,采用吸附固定化方法制备生物修复材料,研究了低温条件下混合型/单一型生物炭加载耐冷混合菌对土壤菲(Phe)、芘(Pyr)的降解效果,并探讨生物炭对土壤中PAHs微生物降解过程的强化机理。结果表明：混合型生物炭固定化微生物对土壤Phe、Pyr的修复效果高于游离菌,亦高于单一类型生物炭固定化菌剂,并且修复效果与生物炭的混合比例有关。15℃条件下修复30 d后,以w=1.34%C500与w=0.67%W500混合生物炭为载体的固定化混合菌(CWJ2:1)对Phe和Pyr的去除率分别为51.87%和45.28%,高于游离菌25.81%和23.65%,亦高于单一生物炭固定化组15.63%-18.96%和13.62%-16.07%。生物炭添加后,减少了土壤对Phe的吸附量,促进土壤中PAHs进入生物相,提高土壤PAHs微生物可利用性。在P...     

耐热石油烃降解混合菌的筛选及其群落结构分析

对克拉玛依采集的部分石油污染土壤进行了筛选,得到了5组石油烃高效降解混合菌,其中混合菌KL9-1在45℃的条件下,通过7 d的降解,稀油的降解率达到43.27%,稠油的降解率达到20.09%。混合菌KL9-1经过多次分离纯化后,获得3株具有石油烃降解能力的优势单菌,3株单菌对稀油的降解率都在30%以上。结合分离单菌株的形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列的分析结果,初步鉴定KL9-1-1为Pseudomonas putida,KL9-1-2和KL9-1-3为Pseudomonas sp.。     

固定化反胶团漆酶及其在修复土壤DDT污染中的应用

采用吸附法将反胶团漆酶吸附在表面改性后的硅藻土上,制备固定化反胶团漆酶.探讨了反胶团漆酶固定化的影响因素及其部分酶学特性,并对其在修复土壤DDT污染中的应用进行了研究.反胶团漆酶固定化的最佳温度是35 ℃,载体硅藻土的改性剂Tween-80的加入量为硅藻土质量的15%.固定化反胶团漆酶的最适作用温度为35 ℃,最适作用pH为3.5~5.0;与游离漆酶相比,固定化反胶团漆酶的热稳定性和酸碱稳定性都显著提高.采用游离漆酶和固定化反胶团漆酶修复DDT污染土壤,游离漆酶处理中DDT总量(DDTs)的降解率为50.53%,而固定化反胶团漆酶处理中DDTs的降解率高达69.17%.固定化反胶团漆酶处理较游离漆酶处理的DDTs降解率提高了近20%.